垃圾回收機(jī)制和JVM垃圾回收常見算法

垃圾回收的好處和特點(diǎn)：

好處：

1.?提高編程效率；

2.?垃圾回收機(jī)制保護(hù)程序的完整性。

特點(diǎn)：

1.?只能回收無(wú)用對(duì)象的內(nèi)存空間，對(duì)其他物理資源無(wú)能為力；

2.?為了更快回收不再使用的對(duì)象，可以將對(duì)象的引用變量設(shè)置為null

3.?垃圾回收不可預(yù)知性（不同的垃圾回收機(jī)制和不同的垃圾回收算法）

垃圾回收的精確性主要體現(xiàn)在以下方面：

1.?垃圾回收機(jī)能夠精確的標(biāo)記活著的對(duì)象（完全回收所以廢棄對(duì)象的前提）

2.?垃圾回收能夠精確的定位對(duì)象之間的引用關(guān)系（實(shí)現(xiàn)歸并和復(fù)制等算法的必要條件）

1. 標(biāo)記——清除算法（Mark-Sweep）

標(biāo)記——清除算法是第一種使用和比較完善的垃圾回收算法，算法分為兩個(gè)過程：

1、標(biāo)記所有需要回收的對(duì)象

2、標(biāo)記完成后清除被標(biāo)記的對(duì)象。其標(biāo)記的過程就是判斷對(duì)象有效性，執(zhí)行可達(dá)性分析的過程。其執(zhí)行流程圖大體如何下所示：?

同樣，我們也借助現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景進(jìn)行描述。圖書管里有好多人在看書，圖書管理員想要收集起沒有被看的書的時(shí)候，他決定讓所有正在看書的人站起來，然后詢問每個(gè)人：那一本書是不看的。詢問完所有的人之后，同學(xué)們做下繼續(xù)看書。這時(shí)候，圖書管理員開始尋找所有做過標(biāo)記的書，把它們收集起來。

缺點(diǎn)：?
1、每次進(jìn)行垃圾回收時(shí)，會(huì)暫停當(dāng)前用戶程序的運(yùn)行（類似讓所有的同學(xué)站起來）?
2、垃圾回收器需要間隔性的檢查，并且標(biāo)記和清除的過程相對(duì)較慢。?
3、在標(biāo)記清除之后可能會(huì)產(chǎn)生大量?jī)?nèi)存碎片，導(dǎo)致一旦需要為大對(duì)象分配空間時(shí)，由于找不到足夠大的內(nèi)存空間，而不得以引發(fā)另外一次GC過程。

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2. 標(biāo)記——復(fù)制算法（Mark——Copy）

標(biāo)記——復(fù)制存儲(chǔ)算法通過采用雙區(qū)域交替使用這種方式解決了標(biāo)記——清除算法中效率低下的問題。它將可用內(nèi)存劃分為兩個(gè)等量的區(qū)域（使用區(qū)和空閑區(qū)），每次只使用一塊。當(dāng)正在使用的區(qū)域需要進(jìn)行垃圾回收時(shí)，存活的對(duì)象將被復(fù)制到另外一塊區(qū)域。原先被使用的區(qū)域被重置，轉(zhuǎn)為空閑區(qū)。其執(zhí)行流程大體如下所示：?
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圖書管理員為了更好的發(fā)現(xiàn)不看的書，將圖書室一分為二(A區(qū)和B區(qū))，同一時(shí)刻只有一塊區(qū)域允許看書。開始時(shí)只允許在A區(qū)看書。當(dāng)管理員想要回收A區(qū)不被看的書的時(shí)候，大喊一嗓子“正在看書的同學(xué)拿著你書到B區(qū)”。等所有人都到了B區(qū)后，圖書管理員只要把A區(qū)的書收集起來，就完成了任務(wù)。下一次收集的時(shí)候，則是要求同學(xué)帶著自己看的書從B區(qū)轉(zhuǎn)移到A區(qū)。如此循環(huán)往復(fù)即可。

缺點(diǎn)：?
1、原有可用空間被縮小為1/2，空間利用率降低了。?
2、過程中也會(huì)暫停當(dāng)前應(yīng)用的運(yùn)行。

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3. 標(biāo)記——整理算法（Mark——Compat）（相對(duì)標(biāo)記--復(fù)制，少了一個(gè)保留區(qū)）

標(biāo)記-復(fù)制算法在對(duì)象存活率較高的情況下就要進(jìn)行較多的復(fù)制操作，更重要的是該算法浪費(fèi)一半的內(nèi)存空間，為了解決該問題，出現(xiàn)了標(biāo)記——整理算法：其標(biāo)記的過程和“標(biāo)記-清除”算法一樣，而整理的過程則是讓所有存活的對(duì)象都向另外一端移動(dòng)，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存。其執(zhí)行流程大體如下所示：?

缺點(diǎn)：?
1、暫停當(dāng)前應(yīng)用的運(yùn)行，非實(shí)時(shí)性的回收。

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4. 分代收集算法

分代收集算法理論來源于統(tǒng)計(jì)學(xué)。IBM公司的專門研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)象的生存周期總體可分為三種：新生代、老年代和永久代。因此可以根據(jù)各個(gè)年代的特點(diǎn)采用適當(dāng)?shù)睦厥账惴ā１热缧律膶?duì)象在每次垃圾時(shí)都會(huì)有大量的對(duì)象死去，只有很少一部分存活，那就可以選擇標(biāo)記-復(fù)制算法。另外，在新生代中每次死亡對(duì)象約占98%，那么在標(biāo)記-復(fù)制算法中就不需要按照1：1的比例來劃分內(nèi)存區(qū)域，而是將新生代細(xì)分為了一塊較大的Eden和兩塊較小的Survivor區(qū)域，HotSpot中默認(rèn)這兩塊區(qū)域的大小比例為8：2。每次新生代可用區(qū)域?yàn)镋den加上其中一塊Survivor區(qū)域，共90%的內(nèi)存空間，這樣就只有10%的內(nèi)存空間處在被閑置狀態(tài)。在進(jìn)行垃圾回收時(shí)，存活的對(duì)象被轉(zhuǎn)移到原本處在“空閑的”Eden區(qū)域。如果某次垃圾回收后，存活對(duì)象所占空間遠(yuǎn)大于這10%的內(nèi)存空間時(shí)，也就是Survivor空間不夠用時(shí)，需要額外的空間來?yè)?dān)保，通常是將這些對(duì)象轉(zhuǎn)移到老年代。對(duì)于老年代來說，大部分對(duì)象都處在存活狀態(tài)。同時(shí)，如果一個(gè)大對(duì)象要在該區(qū)域進(jìn)行分配，而內(nèi)存空間又不足，那么在沒有外部?jī)?nèi)存空間擔(dān)保的情況下，就必須選用標(biāo)記-清除或者標(biāo)記-整理算法來進(jìn)行垃圾回收了。

總而言之，分代收集只是根據(jù)對(duì)象生存周期的不同來選擇不同的算法，其本身并沒有任何新思想。

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5. 增量收集算法

以上所述的算法，都存在一個(gè)缺點(diǎn)：在進(jìn)行垃圾回首時(shí)需要暫停當(dāng)前應(yīng)用的執(zhí)行，也就是這時(shí)候的垃圾回收線程不能和應(yīng)用線程同時(shí)運(yùn)行。如果我們想做到“在不打斷同學(xué)們看書的情況下，圖書管理員就可以收集沒有被看的書”，這也是增量收集算法的目標(biāo)，即在不中斷應(yīng)用線程的狀態(tài)下垃圾回收線程也能進(jìn)行垃圾回收。但是這里需要面對(duì)的問題是：垃圾回收線程在標(biāo)記階段標(biāo)記好了，還沒來的及清除時(shí)，當(dāng)前應(yīng)用線程進(jìn)行內(nèi)存操作，以至于清除階段無(wú)法正確開展，類似的情況是：圖書管理員剛標(biāo)記了《JAVA核心技術(shù)》這本書已經(jīng)沒有人看了，等標(biāo)記完后，卻發(fā)現(xiàn)這本書已經(jīng)有人在看了。

參考博文：https://blog.csdn.net/dd864140130/article/details/50084471

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的垃圾回收机制和JVM垃圾回收常见算法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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